Като водещ доставчик на диодни температурни сензори, често ме питат за изходния сигнал на тези сензори. В тази публикация в блога ще се задълбоча в детайлите за това какъв е изходният сигнал на диодния сензор за температура, как работи и нейното значение в различни приложения.
Разбиране на диодните сензори за температура
Преди да обсъдим изходния сигнал, нека разберем накратко какво е сензор за температура на диода. Диодният температурен сензор е вид температурен сензор, който използва температурата - зависими характеристики на полупроводников диод. Когато към диод се прилага напред - предубеден ток, спадът на напрежението на напрежението през диода се променя с температура. Тази промяна в напрежението е основа за измерване на температурата.
Изходният сигнал на сензор за температура на диод
Изходният сигнал на сензор за температура на диод обикновено е сигнал за напрежение. Връзката между спада на напрежението ($ v_f $) на диод и температура ($ t $) може да бъде приблизително със следното уравнение:
[V_f = v_ {go}-\ frac {kt} {q} \ ln \ left (\ frac {i} {i_s} \ вдясно)]
където $ v_ {go} $ е екстраполирана лента- пропаст напрежение при $ t = 0 $ k, $ k $ е константата Boltzmann ($ k = 1.38 \ Times10^{- 23} \ Text {J/K} $), $ Q $ е елементарното зареждане ($ Q = 1.6 \ Times10 Диод и $ I_S $ е токът на обратната наситеност.
За постоянен напред напред спадът на напрежението на диод намалява линейно с повишаване на температурата. Типичният температурен коефициент на силициев диод е приблизително - 2 mV/° C. Например, ако спадът на напрежението на диод е 0,7 V при 25 ° C, при 35 ° C, спадът на напрежението на предното напрежение ще бъде приблизително 0,7 долара \ Mathrm {V}-(10^{\ circ} \ mathrm {c} \ times0.002 \ mathrm {v/^{\ circ} c}) = 0.68 \ mathrm {v} $.
Тази промяна на напрежението може да бъде измерена с помощта на подходяща схема. Изходното напрежение може да бъде допълнително обработено чрез аналогов цифров конвертор (ADC), за да се получи цифрова стойност, която може да се използва за целите на дисплея, контрол или регистрация на данни.
Предимства на изходния сигнал
Изходният сигнал на напрежението на сензора за температура на диода предлага няколко предимства:
- Простота: Връзката между напрежението и температурата е сравнително ясна, което улеснява прилагането на системите за измерване и управление.
- Линейност: Връзката на напрежението - температурата е доста линейна в широк температурен диапазон, което опростява калибрирането и обработката на сигнала.
- Ниска - цена: Сензорите за температура на диодите са сравнително евтини за производство и свързаната с тях сигнал - схема за кондициониране също може да бъде ефективна.
Приложения на диодните температурни сензори и техните изходни сигнали
Диодните температурни сензори се използват широко в различни приложения поради техните уникални изходни характеристики:
Потребителска електроника
В потребителската електроника като смартфони, лаптопи и таблети се използват диодни температурни сензори за наблюдение на температурата на батерията, процесора и други критични компоненти. Сигналът на изходното напрежение се използва за регулиране на консумацията на енергия и производителността на тези компоненти, за да се предотврати прегряване. Например, ако температурата на процесора надвишава определен праг, системата може да намали скоростта на часовника, за да намали генерирането на топлина.
Индустриална автоматизация
При индустриална автоматизация сензорите за температура на диода се използват за наблюдение на температурата на двигатели, трансформатори и друго оборудване. Изходният сигнал може да се използва за задействане на аларми или изключване на оборудването, ако температурата надхвърли безопасния работен диапазон. Това помага за предотвратяване на повреди на оборудването и гарантиране на безопасността на индустриалния процес.
Медицински изделия
В медицински изделия като инкубатори, анализатори на кръвта и системи за наблюдение на пациентите се използват диодни температурни сензори за поддържане на стабилна температура. Сигналът на изходното напрежение се използва за контрол на нагревателните и охлаждащите елементи в тези устройства, за да се осигури точна и надеждна работа.
Сравнение с други температурни сензори
Важно е също така да се сравнят изходния сигнал на сензорите за температура на диода с други видове температурни сензори. Например, [NTC термистор за домашен уред] (/Термистор/стъкло - мънисто - NTC - Термистор/Диод - Стъкле - покритие - NTC - Термистор - за - Home.html) има съпротивление - температурна характеристика. Изходът на NTC термистор е промяна в съпротивлението, която трябва да се преобразува в сигнал за напрежение, като се използва верига за разделител на напрежението.
В сравнение с [Glass Bead NTC Thermistor] (/Thermistor/Glass - Bead - NTC - Thermistor/10Kohm - Glass - Bead - NTC - Thermistor.HTML), диодните температурни сензори обикновено имат по -добра линейност и са по -лесни за интерфейс с микроконтролери. Въпреки това, термисторите на NTC могат да предложат по -висока чувствителност в определени температурни граници.
[1K NTC Thermistor] (/Thermistor/Glass - Bead - NTC - Термистор/Мултифункционален - Стъкле - покритие - NTC - Thermistor.html) е друг вариант. Той има подобен принцип на работа като другите термистори на NTC, но със специфична стойност на съпротивление при референтна температура. Диодните сензори за температура могат да бъдат предпочитани в приложения, при които линейността и простотата на обработката на сигнала са от решаващо значение, докато NTC термисторите често се избират за тяхната висока чувствителност и възможности за широк температурен диапазон.
Кондициониране и калибриране на сигнала
За да се получат точни измервания на температурата от изходния сигнал на сензор за температура на диода, кондиционирането на сигнала и калибрирането са от съществено значение. Кондиционирането на сигнала обикновено включва усилване на малкото промяна на напрежението и филтриране на шум или смущения. Калибрирането е процесът на определяне на връзката между изходното напрежение и действителната температура. Това може да стане чрез сравняване на изхода на сензора с известен източник на температура в няколко точки и след това създаване на крива на калибриране.
Заключение
В заключение, изходният сигнал на сензора за температура на диод е сигнал за напрежение, който се променя линейно с температура. Този изходен сигнал предлага простота, линейност и ефективност на разходите, което го прави подходящ за широк спектър от приложения в потребителската електроника, индустриалната автоматизация и медицинските изделия. Въпреки че има свои предимства, той също трябва да се сравнява с други температурни сензори като NTC термистори въз основа на специфичните изисквания на приложението.
Ако се интересувате да научите повече за нашите сензори за температура на диод или обмисляте покупка за вашия проект, ви каним да се свържете с нас за допълнителни дискусии. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите най -подходящото сензорно решение за вашите нужди.
ЛИТЕРАТУРА
- "Полупроводникови сензори" от Г. Коротенковков
- „Температурни сензори: Основи, материали и приложения“ от Ho Handrich
